Chemie · Střední škola · kapitola 6

Anorganická chemie prvků

Systematická anorganická chemie prochází periodickou tabulkou skupinu po skupině. Vlastnosti prvků vyplývají z jejich elektronové konfigurace – a z vlastností plyne výskyt, výroba i použití.

1Názvosloví – přehled

2Vodík, kyslík a voda

Vodík (1s1) je nejlehčí a ve vesmíru nejrozšířenější prvek (asi 75 % hmotnosti běžné hmoty). Bezbarvý hořlavý plyn; se vzduchem tvoří výbušnou třaskavou směs. Výroba: z methanu (parní reforming), elektrolýzou vody („zelený vodík“), v laboratoři Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2. Použití: syntéza amoniaku, ztužování tuků, palivo budoucnosti (palivové články). Izotopy protium, deuterium, tritium.

Kyslík je nejrozšířenější prvek zemské kůry (asi 46 %), ve vzduchu 21 %. Alotropie: O2 a ozon O3 (ve stratosféře pohlcuje UV, u země je to škodlivina smogu). Vyrábí se frakční destilací zkapalněného vzduchu, v laboratoři rozkladem H2O2 (katalyzátor MnO2) nebo KMnO4. Použití: medicína, hutnictví (výroba oceli), svařování.

Voda – polární molekula s vodíkovými vazbami; anomálie hustoty (max. při 3,98 °C). Peroxid vodíku H2O2 – 3% roztok k dezinfekci, koncentrovaný silné oxidační činidlo, bělení.

3s-prvky

Alkalické kovy (1. skupina: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)

Valenční elektron ns1, oxidační číslo vždy +I. Měkké (dají se krájet nožem), lehké, velmi reaktivní – uchovávají se pod petrolejem. S vodou reagují za vzniku hydroxidu a vodíku (2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2), reaktivita roste ve skupině dolů. Barví plamen: Li karmínově, Na žlutě, K fialově.

Kovy alkalických zemin (2. skupina: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)

Konfigurace ns2, oxidační číslo +II, reaktivní, ale méně než alkalické kovy. Plamen barví Ca cihlově červeně, Sr karmínově, Ba zeleně (ohňostroje).

4p-prvky

SkupinaPrvkyDůležité látky a použití
13. (triely)B, Al, Ga, In, TlHliník – nejrozšířenější kov v kůře; výroba elektrolýzou taveniny Al2O3 v kryolitu (z bauxitu), lehký, na povrchu chráněn vrstvou oxidu (pasivace); fólie, plechovky, letadla, vodiče. Kyselina boritá (dezinfekce), borosilikátové sklo.
14. (tetrely)C, Si, Ge, Sn, PbUhlík – diamant, grafit, fullereny; CO (jedovatý), CO2, uhličitany. Křemík – druhý nejrozšířenější prvek kůry; SiO2 (křemen, písek), křemičitany (jíly, živce), sklo, cement, polovodiče a solární články, silikony. Cín (pocínování, bronz), olovo (akumulátory, stínění záření; jedovaté).
15. (pentely)N, P, As, Sb, BiDusík – 78 % vzduchu, velmi stálá molekula N≡N; amoniak NH3 (Haber-Bosch), kyselina dusičná (Ostwaldův proces – katalytická oxidace NH3), dusičnany (hnojiva, výbušniny), oxidy dusíku (smog). Fosfor – bílý (jedovatý, samozápalný, uchovává se pod vodou) a červený (zápalky); kyselina fosforečná, fosforečnany (hnojiva, DNA, ATP, kosti). Arsen – jedovatý.
16. (chalkogeny)O, S, Se, Te, PoSíra – žlutá pevná látka (S8); sulfan H2S (jedovatý, zápach zkažených vajec), SO2 (kyselé deště, konzervace vína), kyselina sírová – výroba kontaktním způsobem: S → SO2 → SO3 (katalyzátor V2O5) → H2SO4; nejvyráběnější chemikálie (hnojiva, akumulátory), koncentrovaná dehydratuje a oxiduje. Selen – fotočlánky, stopový prvek.
17. (halogeny)F, Cl, Br, I, AtKonfigurace ns2 np5, silná oxidační činidla, reaktivita klesá ve skupině dolů (F2 nejreaktivnější). Fluor – fluoridy v zubních pastách, teflon, HF leptá sklo. Chlor – žlutozelený jedovatý plyn; dezinfekce vody, PVC, bělidla (chlornan sodný NaClO), HCl. Brom – jediný kapalný nekov. Jod – fialové páry, sublimuje; jodová tinktura, jodizace soli (prevence strumy), důkaz škrobu.
18. (vzácné plyny)He, Ne, Ar, Kr, Xe, RnZaplněná valenční vrstva, velmi málo reaktivní (známe sloučeniny xenonu, např. XeF2). Helium – balóny, chlazení (supravodivé magnety MRI); neon – reklamní trubice; argon – ochranná atmosféra při svařování, žárovky; radon – radioaktivní plyn pronikající z podloží do domů (v ČR častý, rizikový faktor rakoviny plic).

5d-prvky (přechodné kovy)

Postupně zaplňují orbitaly (n−1)d. Typické vlastnosti: kovy s vysokou teplotou tání a hustotou, více oxidačních čísel (Mn od II do VII), barevné sloučeniny (Cu2+ modrá, Fe3+ žlutohnědá, MnO4− fialová, Cr2O72− oranžová), tvorba komplexů a katalytická aktivita.

f-prvky

Lanthanoidy (vzácné zeminy) – silné magnety (neodym), luminofory obrazovek, katalyzátory; aktinoidy – všechny radioaktivní: uran (jaderné palivo, v ČR se těžil v Jáchymově a Dolní Rožínce), plutonium.

6Kvíz – procvič si kapitolu

Komentáře a dotazy

Načítám komentáře…

Přidat komentář